氧化鋁廠3#球磨機故障診斷

杜永春

（中國鋁業廣西分公司裝備能源部，廣西 平果 531400）

中鋁廣西分公司氧化鋁生產用的球磨機共有7臺，相應的棒磨機也有7臺。其中1#～4#球磨機是公司氧化鋁生產的一、二期設備，型號為D3.6×8.5m。

一、設備主要參數

1.機組結構簡圖如圖1所示。

2.球磨機主要參數。

電機型號：RY1800-8/1730，轉速：743r/min；

減速機型號：JPT100(1)，i=4，高速軸轉頻：f1=12.38Hz，低速軸轉頻：f2=3.1 H z；

減速機機嚙合頻率：346.7Hz，斜齒輪傳動；小齒輪與大齒圈嚙合頻率：65Hz，斜齒輪傳動；

減速機高速軸兩端軸承型號32240，滾動個數n1=19；

減速機低速軸兩端軸承型號97172，滾動個數n2=27；

小齒輪軸兩端軸承型號 23264CA/C3/W33滾動體個數n3=18。

二、計算頻率

計算頻率見表1。

表1

三、頻譜分析及檢修處理

2012年3月22日公司氧化鋁廠原料3#球磨機振動異常，立即對設備進行故障診斷。測得振動檢測數據見表2，頻譜圖如圖2、3所示。

振動頻譜圖上振動能量有兩部分(圖2)，一部分0～140Hz的低頻部分，另一部分是減速器嚙合頻率346.7Hz周圍的頻率較高部分。從圖上可以看出，0～140Hz的低頻部減速器低速軸軸承外圈、內圈及滾動體很可能存在磨損松動。為此建議及時停機處理。

表2 m m/s

由于生產上的原因，設備一直停不下來，直到4月10日，上午10點多，設備因振動大，主電機及減速機高速軸異常振動，電機軸向振動達到9.24mm/s(如圖4所示)，導致電機與主減速的聯接分占的能量最高，異常振動主要以這部分為主；截取該段頻譜進行細化，可以清楚地看見，振動頻譜圖已出現以轉頻3.092Hz為主的高次諧波(見圖3)；頻譜中存在高達10倍甚至20多倍的諧波分量，這與軸承在軸承座內松動或者部件配合松動的振動特征十分相符。據此，初步判定3#球磨機主處柱銷發生被剪斷故障，設備被迫停機。檢修人員先后換了兩次l聯軸器柱銷及對中調整，振動仍未消除。

4月13日決定更換主減速機低速軸軸承。打開主減速機進行檢查，發現兩端軸承均跑內圈，軸被磨小0.16～0.18mm，決定將軸進行噴涂處理。4月16日將噴涂修復過的低速齒輪軸裝回，并進行必要的裝配調整。決定帶料試運行，但運行不足10min，又發生聯軸器柱銷被剪斷故障。立即更換主電機聯軸器柱銷，并解體檢查小齒輪軸軸承座，發現兩端軸承跑內、外圈，小齒輪工作面啃得也比較嚴重，經更換新的小齒輪軸及軸承后啟動試車，月20日檢測，軸承配合松動的頻率全部消失，振動的特征主要是嚙合頻率，主要是由于大齒圈齒面磨損，嚙合不良造成的。

四、檢測數據分析

從振動檢測數據表上可以看到，每一個檢測部位軸向振動值都是最大的，尤其是主減速器兩側各小齒輪軸兩側軸向振動最為明顯。這是因為減速器的大齒圈、小齒軸齒輪均是斜齒，其軸向推力大，工作時會產生明顯的軸向振動，其最佳的監測位置往往在軸向。

綜上所述得出以下結論：(1)主電機與主減速器聯軸器柱銷履次被剪斷的主要原因，是低速軸軸承損壞導致主減速器齒輪嚙合不良產生軸向沖擊所致。(2)設備出現異常振動沒有得到及時處理，加劇了配合件磨損，加大了設備精度修復的難度和損失。(3)只有對多種振動因素綜合考慮，才能有效地提高故障診斷的準確率。(4)對設備進行狀態監測和故障診斷，可以及時找出存在故障的部位和原因，科學地制定檢修決策，在最短的時間內將設備修復，其產生的直接和間接經濟效益是顯而易見的。